Устройство для управления сновальной машиной Советский патент 1989 года по МПК D02H13/12 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления скоростными режимаг-ш сновальных машин, контроля плотности и отмеривания заданной длины намотки при формо- ровании снов альной паковки в текстильной и других отраслях промьшшен- ности, где осуществляется перемотка длинномерных материалов.

Цель изобретения - повьшение точности управления за счет учета выбега машины при торможении.

На чертеже изображена блок-схе а предлагаемого устройства. . Устройство содержит датчик 1 углового положения пиноли, делитель 2 частоты, датчик 3 радиуса паковки,счетчики 4-6 импульсов, формирователи 7- 11 импульсов, триггеры 12-14,.регистры 15 и 16 памяти, генератор 17 импульсов, элементы И 18 и 19, элементы ИЛИ 20-22, 23 времени, инверторы 24 и 25, элементы 26 и 27 задержки, датчик 28 пуска-останова, блок 29

3149

вычисления параметров намотки, блок

20 управления электроприводом и блок

31 останова сновальной машины.

Датчик 1 углового положения нино- ли связан с входом делителя 2 частоты и вторым входом элемента И 19. Выход датчика 3 радиуса паковки через формирователь 7 импульсов подсоединен к :Б-входу триггера 12, выход которого подключен к входу формирователя 8 импульсов. Выход делителя 2 частоты соединен с входом инвертора 24 и счетным входами счетчика 4 импульсов и триггера 14, С-входы триггеров 12 и 13 объединены и подключены к выходу инвертора 24, выход формирователя 8 импульсов связан с первыми входами регистра 15 памяти и элемента РШИ 20 и через элемент 26 задержки подсоеди нен к R-входу счетчика 4 импульсов, Первый выход генератора 17 импульсов подключен к D-входу триггера 13, выход которого через формирователь 9

импульсов связан с вторым входом элемента ИЛИ 20. Первый выход триггера 14 подключен к входу формирователя 10 импульсов и первому входу элемента И 18, второй вход которого связан с вторым выходом генератора 17 импульсов. Первьй вход элемента ШШ 21 подсоединен к выходу реле 23 времени, второй вход объединен с С-входом-ре- Iгистра 15 памяти и через элемент 27 задержки подключен к выходу элемента :ИЛИ 20, Первый вход элемента ИЛИ 22 связан с выходом формирователя 10 импульсов, а второй выход триггера- 14 через формирователь 11 импульсов подключен к С-входу регистра 16 памяти и третьему входу элемента ИЛИ 21. Выход датчика 28 пуска-останова соединен с в .содом реле 23 времени, R-BXO- дом три1 гера 14, вторым входом элемен та ИЛИ 22, первым входом элемента И 19 и через инвертор 25 с R-входом счетчика 5 импульсов. Выход элемента И 19 подключен к счетному входу счетчика 5 импульсов, R-вход счетчика 6 импульсов - к выходу элемента ИЛИ 22 счетный вход - к выходу элемента 18 И, а разрядные выходы - с разрядными входами регистра 16 памяти. Разрядные выходы счетчика 4 импульсов соединены с разрядными входами регистра 15 па- мяти, а первые, вторые, третьи и четвертые входы блока 29 вычисления параметров намотки связаны соответст венно с выходами элемента ИЛИ 21,

-

0

счетчика 5 импульсов и регистров 15 и 16 памяти. Выходы блока 29 вычисления параметров .намотки подключены к входам блоков управления электроприводом 30 и останова сновальной машины 31.

Устройство работает следующим образом.

Наработка брака (хомуты, задиры и пр,) чаще всего вызывается разладкой механизма автоматического останова машины при обрыве нити и механизма торможения рабочих органов, работа которых в значительной мере зависит от величины линейной скорости снования .

Если движение сновальной паковки при торможении равнозамедленное, то угловая скоростьШ,определяется как

(О

U) - WQ- fcy t.

где Шр - начальная угловая скорость;

j - угловое ускорение. После интегрирования и преобразования выражение для определения угла выбега сновального вала принимает вид:

Ф

V2

2f2.E,

If

т р.

(2)

где V Р

-линейная скорость снования;

-тек тцир радиус паковки;

Ц угол поворота сновального

вала от момента поступления сигнал а на останов машины до начала торможения.

Величина максимально допустимой скорости снования определяется следующим образом. При выходе сновальной машины на стационарный режим измеряется линейная скорость снования V и длина 1 выбега, по которым рассчитывается тангендиальное ускорение ,, :

., V2/21.

(3)

Поскольку величина .-. тангенциального ускорения при незначительных приращениях радиуса р паковки остается практически постоянной, то можно определить максимальную линей11ую скорость 4.v при которой конец оборванной

/Л О КС

нити не уходит в тело паковки:

Jl ЧлЧКС М«КС t.-J,

V V -П/1

макс макс :

(4)

51498841

максимально допустимая

скорость снования; максимально допустимая длина пробега нитей от последней части шпулярни- ка до точки наматывания. о, длину выбега можно опвыражения

g р

Максимально допустимая скорость снования V при данной наладке тормозов сновального вала с учетом вы- ражений (4), (5), (7) и (8) определяется выражением:

«01К

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления скоростными режимами сновальных машин в текстильном производстве. Целью изобретения является повышение точности управления за счет учета выбега машины при торможении. По сигналам датчика радиуса паковки и датчика углового положения пиноли посредством блока вычисления параметров намотки осуществляется расчет плотности намотки паковки, текущей длины основы и требуемой скорости снования. Для регулирования скорости снования измеряется фактическая скорость V снования в процессе работы сновальной машины и при каждом ее останове контролируется длина выбега L, характеризующая состояние тормозной системы. Максимально допустимая скорость снования равна V_макс =V√L_макс/L, где L_макс - максимальная длина выбега. Блок управления электроприводом, подключенный к одному из выходов блока вычисления параметров намотки, поддерживает допустимую скорость снования, но непревышающую V_макс. При достижении заданной длины наматываемых нитей основы с выхода блока вычисления параметров намотки на блок останова поступает сигнал на выключение электропривода и останов сновальной машины. 1 ил.

1 ,

(5)

N - число импульсов с датчика 1

углового положения пиноли; А - число меток на окружности

датчика 1 углового положения пиноли.

Теку1ций радиус паковки вычисляется по формуле:

б

(6)

Т

Рг f,

где е 2 н п

i 1,2,...,k - номер условного

слоя паковки;

k - число условных слоев паковки определяемых шагом датчика радиуса; текущее число оборотов в i-м

слое; d J

ГЖгкоэффициент приращения ради уса намотки i-ro слоя; р.а+1др- начальный радиус очередного

слоя паковки;

радиус ствола паковки. В окончательном виде выражение (6 имеет вид:

idp + 2f n -a..

(7)

где Т 1,2,...,m.

Линейная скорость V наматывания нитей определяется по формуле:

где

V u)p 2

(8)

построен так, что значение V , рассчитывается только после формирования первого слоя намотки. Поэтому до кон- 45 цах формирования первого слоя значение скорости V..принимается равным

U) -- - частота вращения сновальной паковки, опрезначению заданной скорости V,, блок 29 управления электроприводом в этом случае поддерживает скорость, равную деляемая за один оборот 50 3 мпульсы с датчика 1 углового по- сновального вала; ложения пиноли поступают на вход делителя 2 частоты, коэффициент деления которого подбирается равным числу меток на датчике 1 угловогр положе- gg ния пиноли. Таким образом, на выходе делителя 2 частоты каждый импульс появляется после роворота пиноли на 360 и поступает на счетный вход счетчика 4 импульсов числа оборотов.

/it - время наработки одного

оборота.

С учетом формулы (7) выражение линейной скорости наматывания нитей на сновальную паковку имеет вид:

ir (Ро+ ) . (9)

21Г

- (f,+i/3f- 2r(.)

м«ис

2)ГЫ,

±(Нлу+2 гча,) (10)

Текущая длина 1 паковки определяется по формуле:

т I ТТ. РЬ Ри)+21Гп(па. -ьр. ), (11)

( 1 где -j(--f } - сумма длин услов-

:- Z.ct- J 1

ных слоев, определяемых шагом и о

датчика радиуса;

2|гп(( j +f;) - длина текущего

слоя.

Плотность паковки рассчитывается по выражению:

ib 02)

b

3 т

1 ТМ где b - константа;

Т - линейная плотность пряжи;1...

М - число снующихся нитей;

Н - рассадка флянцев. Перед пуском сновальной машины в блок 29 вычисления параметров намотки вводится значение заданной скорос- ти V,. Алгоритм вычисления максимально допустимой скорости снования V

построен так, что значение V , рассчитывается только после формирования первого слоя намотки. Поэтому до кон- цах формирования первого слоя значение скорости V..принимается равным

значению заданной скорости V,, блок 29 управления электроприводом в этом случае поддерживает скорость, равную 3 мпульсы с датчика 1 углового по- ложения пиноли поступают на вход делителя 2 частоты, коэффициент деления которого подбирается равным числу меток на датчике 1 угловогр положе- ния пиноли. Таким образом, на выходе делителя 2 частоты каждый импульс появляется после роворота пиноли на 360 и поступает на счетный вход счетчика 4 импульсов числа оборотов.

Счет импульсов, соответствующих числу оборотов пиноли, счетчиком 4 импульсов числа оборотов продолжает- ся до тех пор, пока на выходе датчика 3 радиуса паковки не появляется уп- р$вляю1ций потенциал, который с помо- щ$ю формирователя 7 импульсов преобразуется в импульс необходимой длитель- нфсти и прикладывается к D-входу тригг ра 12. . О уередной импульс с выхода д пителя 2 частоты, пройдя инвертор 24, поступает на С-вход триггера 12 и на его выходе появляется потенциал, который формирователем 8 импульсов преобразуется в импульс требуемых параметров и подается на первый вход регистра 15 памяти. Импульс с выхода ф|зрмирователя 8 импульсов поступает Н&. первый вход элемента ИЛИ 20 и да- . через элемент 27 задержки на Ci-вход регистра 15 памяти и на второй вкод элемента ИЛИ 21. По выходному сигналу с элемента 27 задержки содержимое счетчика 4 импульсов числа оборотон с признаком, что считывание про происходит по сигналу с датчика 3 радиуса паковки, переписьшается в регистр 15 памяти, выходные потенциалы которого приложены к третьим входам блока 29 вычисления параметров намотки. Импульс с выхода элемента ИЛИ 21 поступает.на первый вход блока 29 вычисления параметров намотки, ЯЕЛЯЯСЬ

сигналом прерывания , в результате чеI

г р в блок 29 вычисления параметров Н амотки считывается содержимое регистра 15 памяти и заносится результат в соответствующую ячейку памяти. Полученные данные используются для рас- ч:ета коэффициента а. приращения радиуса

Лр

намотки i-ro слоя по формуле

50

а, /lj /2 tTn..

Дпя определения текущего радиуса дз намотки 3 соответствии с формулой (7) контролируется текущее число оборотов пиноли в промежутке между сообщениями датчика 3 радиуса паковки. Импульсгз С: первого выхода генератора 17 импульсов подаются на D-вход триггера 13, причем очередной импульс сохраня- на D-входе триггера 13 до поступления импульса с выхода инвертора 24 на С-вход триггера 13, Б результате (ТОГО на выходе триггера 13 появляется потенциал, который формирователем 9 импульсов преобразуется в импульс .Сребуемых параметров и подается на

второй вход элемента ИЛИ 20, с выхода которого через элемент 27 задержки сигнал далее поступает на С-вход регистра 15 памяти. Этот же импульс подается на второй-вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого поступает на первый вход блока 29 вычисления параметров намотки. По команде этого импульса содержимое счетчика 4 импульсов числа оборотов переписывается в регистр 15 памяти. Появление же импульса на выходе элемента ИЛИ 21 является сигналом для блока 29 вычисления параметров намотки о том, что устройство готово к обмену информацией.

Полученная информация о текущем числе оборотов сновальной паковки используется для расчета текущего радиуса намотки и текущей длины по формулам (7) и (11),

Для определен1 :я текущей частоты вращения снопалыюго вала используется второй выход генератора 17 нмпуль- сов, сигналы .с которого поступают на второй вход элемента И 18, на первый вход которого поступает разрешающий потенциал с первого выхода триггера 14. В этом случае импульсы с второго выхода генератора 17 импульсов через элемент И 18 поступают на счетный вход счетчика 6 импульсов, который осуществляет счет импульсов времени. С приходом следующего импульса с делителя 2 частоты на счетный вход триггера Т4 последний изменяет свое состояние и по сигналу с его второго выхода формирователем 11 импульсов формируется импульс требуемых параметров, который поступает на-С-вход регистра 16 памяти импульсов времени и содержимое счетчика 6 импульсов переписывается в регистр 16 памяти. Одновременно этот же импульс поступает на третий вход элемента РШИ 21 и с его выхода подается на первый вход блока 29 вычисления параметров намотки, являясь сигналом готовности работы устройства с блоком 29 вычисления параметров намотки.

Таким образом, в блоке 29 вычисле- |ния параметров намотки имеется вся информация, необходимая для расчета максимально допустимой скорости снования по формуле (10), за исключением числа импульсов N, поступивших с датчика 1 углового положения пиноли с момента выдачи -сигнала на останов сновальной машины. Это число импульсов определяется следующим образом. Во время работы сновальной машины с датчика 28 пуска-останова на первый вход элемента И 19 поступает запрещающий потенциал и импульсы с датчика 1 углового положения пиноли, постпающие на второй вход элемента И 19, не проходят через него. В момент подачи сигнала останова машины на вы- ходе датчика 28 пуска-останова возникает потенциал, который переводит в исходное состояние триггер 14, а также подается на второй вход элемента ИЛИ 22. Одновременно этот же сигнал подается на первый вход элемента И 19. С этого момента импульсы датчика 1 углового положения пиноли через элемент И 19 начинают поступать на счетньш 1вход счетчика 5 импульсов, которьм осуществляет их счет до полного останова сновальной машины.

В момент останова сновальной машины сигнал с датчика 28 пуска-останова поступает также на вход реле 23 времени, которое осуществляет его задержку на время, необходимое для счета импульсов с датчика 1 углового положения пиноли. После окончания задержки времени реле 23 времени выда- ет сигнал, который поступает на пер- вьй вход элемента ИЛИ 21, ас его выхода - на первый вход блока 29 вычисления параметров намотки, который по этому сигналу начинает считывать содержимое счетчика 5 импульсов датчика 1 углового положения. При пуске машины с выхода датчика 28 пуска-останова сигнал инвертируется инвертором 25 и подается на R-вход счетчика 5 импульсов, осуществляя его обнуление.

Таким образом, в блоке 29 вычисления параметров намотки имеется вся необходимая для вычисления максимально допустимой скорости снования информация, а также для расчета плотности паковки и текущей длины нити, которая все время сравнивается с заданной длиной намотки- и при их равенстве формируется сигнал на блок 31 останова, осуществляющего останов сновальной машины. Формула изобретения

Устройство для управления сновальной машиной, содержащее датчик угло- вого положения пиноли, подключенный к входу делителя частоты, первый и второй счетчики импульсов, формирователи импульсов, триггеры и регистры

Q5 20

5 О

5

0

5

0

памяти, генератор импульсов и «блок .вычисления параметров намотки, соответствующие выходы которого подсоединены к вxoдa i блоков упраБ., электроприводом и останова сновальной машины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет учета выбега машины при торможении, оно имеет датчики пуска-останова и радиуса паковки, элементы И, реле времени, элементы ИЛИ, инверторы, третий счетчик импульсов и триггер, элементы задержки, третий, четвертьй и пятый формирователи импульсов, при этом выход датчика радиуса паковки через первый фор- мирователь импульсов связан с D-BXO- .дом первого триггера, выход которого подключен к входу второго формировтеля импульсов, выход делителя частоты со- единен с входом первого инвертора и со счетным входом первого счетчика импульсов,С-входы первого и второго триггеров объединены и подключены к выходу первого инвертора, выход второго формирователя импульсов связан с первым входом первого регистра памяти и первого элемента ИЛИ и через первьш элемент задержки подсоединен к R-входу первого счетчика импульсов, первый выход генератора импульсов подключен к D-входу второго триггера, выход которого связан через третий формирователь импульсов с вторым входом первого элемента ИЛИ, первый выход третьего триггера подключен к входу четвертого формирователя импульсов и к первому входу первого элемента И, второй вход которого связан с вторым выходом генератора импульсов, первьш вход второго элемента ИЛИ подсоединен к выходу реле времени, второй вход объединен с С-вхо- дом первого регистра памяти и через второй элемент задержки подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента ИЛИ связан с выходом четвертого формирователя импульсов, счетный вход третьего триггера связан с выходом делителя частоты, а второй выход через пятый формирователь и fflyльcoв подключен к С-входу второго регистра памяти и третьему входу второго элемента ИЛИ, выход датчика пуска-останова соединен с входом реле времени, R-входом третьего триггера, вторым входом третьего элемента ИЛИ, первым входом второго элемента И и через второй инвер- тор - с R-входом второго счетчика импульсов, причем выход датчика углового положения пиноли Дополнительно связан с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов, R-вход третьего счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента ШШ, счетный вход подсоединен к выходу первого элемента И, а

0

разрядные выходы связаны с разрядными входами второго регистра памяти, разрядные выходы первого счетчика импульсов соединены с разрядными входами первого регистра памяти, а первые, вторые, третьи и четвертые входы блока вычисления параметров намотки связаны соответственно с выходами второго элемента ИЛИ, второго счетчика импульсов, первого и второго регистров памяти.